[发明专利]一种轻型化直流换流器及其调制方法

权利要求书

1.一种轻型化直流换流器，其特征在于，所述轻型化直流换流器包括6个桥臂，分别为第一、第二、第三、第四、第五和第六桥臂，每个桥臂均包括m个A类子模块、n个B类子模块、r个C类子模块以及1个电抗器，m个A类子模块串联之后的低压端对应桥臂的S端口，m个A类子模块串联之后的高压端与n个B类子模块串联之后的低压端相连，n个B类子模块串联之后的高压端与r个C类子模块串联之后的低压端相连，r个C类子模块串联之后的高压端与电抗器的一端相连，电抗器的另一端对应桥臂的L端口；其中，

第一桥臂的S端口与第四桥臂的S端口以及a相交流线路相连，第二桥臂的S端口与第五桥臂的S端口以及b相交流线路相连，第三桥臂的S端口与第六桥臂的S端口以及c相交流线路相连，第一桥臂的L端口与第二桥臂的L端口、第三桥臂的L端口以及正极直流线路相连，第四桥臂的L端口与第五桥臂的L端口、第六桥臂的L端口以及负极直流线路相连。

2.根据权利要求1所述的一种轻型化直流换流器，其特征在于，所述A类子模块为半桥子模块。

3.根据权利要求1所述的一种轻型化直流换流器，其特征在于，所述B类子模块包括4个带反并联二极管的IGBT管TA、TB、TC、TD以及1个B类电容，IGBT管TA的发射极与IGBT管TB的集电极相连，IGBT管TB的发射极与IGBT管TC的集电极相连且连接点为B类子模块的高压端，IGBT管TC的发射极与IGBT管TD的集电极相连，IGBT管TD的发射极与B类电容的一端相连且连接点为B类子模块的低压端，B类电容的另一端与IGBT管TA的集电极相连，IGBT管TA、TB、TC、TD的门极均接外部控制电路提供的开关控制信号。

4.根据权利要求1所述的一种轻型化直流换流器，其特征在于，所述C类子模块包括6个带反并联二极管的IGBT管T1、T2、T3、T4、T5、T6以及1个C类电容，IGBT管T1的发射极与IGBT管T2的集电极相连，IGBT管T2的发射极与IGBT管T3的集电极相连，IGBT管T3的发射极与IGBT管T4的集电极相连且连接点为C类子模块的高压端，IGBT管T4的发射极与IGBT管T5的集电极相连，IGBT管T5的发射极与IGBT管T6的集电极相连，IGBT管T6的发射极与C类电容的一端相连且连接点为C类子模块的低压端，C类电容的另一端与IGBT管T1的集电极相连，IGBT管T1、T2、T3、T4、T5、T6的门极均接外部控制电路提供的开关控制信号。

5.一种根据权利要求1至4任一所述的轻型化直流换流器的调制方法，其特征在于，所述调制方法包括以下步骤：

S1、获取每个桥臂的电压参考值；

S2、计算每个桥臂中A类子模块、B类子模块以及C类子模块投入的个数；

S3、获取流过每个桥臂的实际电流值；

S4、确定具体哪些A类子模块、B类子模块以及C类子模块需要投入。

6.根据权利要求5所述的一种轻型化直流换流器的调制方法，其特征在于，所述每个桥臂中A类子模块投入个数N_{A_k}、B类子模块投入个数N_{B_k}以及C类子模块投入的个数N_{B_k}的计算公式如下：

其中，k＝1，2，…，6，表示第k个桥臂，u_k为第k个桥臂的电压参考值，u_C0为一个电平的电压额定值，函数floor(x)表示对x进行向下取整，函数mod(a，b)表示a除以b的余数。

7.根据权利要求5所述的一种轻型化直流换流器的调制方法，其特征在于，所述步骤S4中确定具体哪些A类子模块、B类子模块以及C类子模块需要投入的过程如下：当流过第k＝1，2，…，6个桥臂的电流i_k方向为从直流正极流向直流负极时，则投入电容电压最低的N_{A_k}个A类子模块、N_{B_k}个B类子模块以及N_{C_k}个C类子模块；当流过第k个桥臂的电流i_k方向为从直流负极流向直流正极时，则投入电容电压最高的N_{A_k}个A类子模块、N_{B_k}个B类子模块以及N_{C_k}个C类子模块。